Vloeibaar en vast - de meeste mensen zijn zich er niet van bewust dat er tussenliggende toestanden kunnen zijn. Vloeibare kristallen zijn representatief voor een dergelijke toestand. Terwijl de moleculen in vloeistoffen willekeurig rondzwemmen, naburige moleculen in vloeibare kristallen zijn uitgelijnd zoals in reguliere kristalroosters, maar het materiaal is nog steeds vloeibaar. Vloeibare kristallen zijn dus een voorbeeld van een tussentoestand die noch echt vast noch echt vloeibaar is. Ze stromen als een vloeistof, en toch zijn hun moleculen gegroepeerd in kleine, regelmatig bestelde eenheden. Een bijzondere toepassing van vloeibare kristallen is optische beeldtechnologie zoals in de schermen van televisies, smartphones, en rekenmachines. Alle LCD- of liquid crystal display-apparaten gebruiken deze moleculen.

Onderzoekers van het Instituut voor Organische Chemie aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) hebben nieuwe vloeibare kristallen gesynthetiseerd in een project dat wordt gesponsord door de Duitse Onderzoeksstichting (DFG). "Als je onze vloeibaar kristallijne materialen langzaam afkoelt, de moleculen worden uitgelijnd in een zelfassemblageproces om kolommen te vormen, " legt professor Heiner Detert van JGU uit. "We kunnen ons deze kolommen voorstellen als stapels bierviltjes die op elkaar zijn gestapeld. Maar het bijzondere is dat deze kolommen over hun hele lengte elektrische energie geleiden." De materialen kunnen zo dienen als organische, vloeibaar kristallijne "stroomkabels" en zorgen voor gerichte elektriciteitstransmissie in elektronische componenten. Hoewel de meeste materialen positieve ladingen geleiden die door gaten worden gedragen, de nieuwe moleculen geleiden daadwerkelijk elektronen. Een bijkomend voordeel van een vloeibaar kristallijne stroomkabel is dat als deze breekt, een dergelijke breuk zal volledig vanzelf genezen.

De onderzoekers hebben een bijzonder interessant effect geïdentificeerd dat wordt vertoond door hun gesynthetiseerde moleculen:als een enkel molecuul wordt gestimuleerd door blootstelling aan UV-licht, het zal gloeien als reactie. Als de concentratie van het molecuul toeneemt, dit effect verdwijnt pas om weer terug te komen als de concentratie verder toeneemt. Als de moleculen in een oplosmiddel zijn gesuspendeerd of op een film zijn gerangschikt, ze fluoresceren in verschillende kleuren wanneer ze worden bestraald met UV-licht.

Detert en zijn team hebben samen met professor Matthias Lehmann van de Julius-Maximilians-Universität Würzburg onlangs hun resultaten gepubliceerd in Chemie — een Europees tijdschrift . Experts classificeerden de onderzoeksresultaten als uitzonderlijk significant en de tijdschriftredacties selecteerden het artikel als Hot Paper. De hoofdauteur, Natalie Tober, wordt ondersteund door een beurs van de Carl Zeiss Foundation.